شناسایی کانون های گرد و غبار شهر بیرجند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد آب و هواشناسی شهری، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استادیار اقلیم شناسی گروه جغرافیا، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 دانشیار سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

پدیده‌های اقلیمی در مناطق مختلف جهان در ارتباط  با ویژگی جغرافیایی هر منطقه، متفاوت‌اند. یکی از پدیده‌های غالب جوّی در مناطق بیابانی و نیمه‌بیابانی جهان، گردوغبار است. این پدیده در بخش عمده‌ای از ایران با اقلیم خشک، ازجمله بیرجند در شرق ایران، با آلودگی هوا مرتبط است. کانون‌ها و مسیرهای گرد و غبار این منطقه در طی سال متنوع‌اند و شناخت آن‌ها به مدیریت ریسک شهری، پیش‌بینی و بیابان‌زدایی کمک می‌کند. در این مطالعه برای تعیین منشأ گردوغبار از تصاویر ماهوارۀ لندست در دوره 1955-2017 استفاده شد. روز گرد و غبار، براساس تقسیم‌بندی شایو و دونگ با کد 06 و 07 با دید افقی کمتر از 10 کیلومتر، تعریف و با شاخص BTD و TDI، آشکارسازی شد. برای تعیین الگوهای جوّی گردوغبار، از داده‌های شبکه‌ای NOAA و مسیرهای ورودی با مدل های-اسپلیت به روش پسگرد، انجام شد. نتایج نشان داد، بیشترین روز گرد و غبار در سال‌های 1963 و 2008 (دورۀ بازگشت 45 ساله)، به‌ترتیب با تعداد 148 و 128 روز، عمدتاً در دورۀ گرم و ماه جولای (تیر ماه) حادث می‌شوند. وزش باد 120 روزۀ سیستان در شرق ایران، در انتقال ذرات گرد وغبار وآلودگی هوای بیرجند از سمت شرق و شمال شرق از بیابان‌های آسیای میانه، ترکمنستان، افغانستان، دشت‌های خراسان رضوی و دشت‌های داخلی، نقش عمده را دارد؛ اما در دورۀ سرد سال، توده‌های سرد سیبری از شرق، جبهه‌های سرد (آنتی‌سیکلون مهاجر)، سیکلون‌های میرا و کم‌فشارها از جهت شمال غرب، غرب و جنوب غرب با عبور از دشت‌های مرکزی ایران و بعضاً بیابان‌های سوریه و عراق در سطوح بالای جوّ، موجب گرد وغبار می‌شوند. در همۀ این کانون‌ها، وقوع ذرات معلق و آلودگی شهرها در دوره‌های خشک غالب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of Dust Centers in Birjand City

نویسندگان [English]

  • Mohammad Cheki Forak 1
  • Reza Doostan 2
  • Masoud Minaei 3
1 MSc in Urban Hydrology and Meteorology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Assistant Professor of Climatology, Department of Geography, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Associate Professor of Remote Sensing and Geographic Information System, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Climatic phenomena in different regions of the world are different in relation to the geographical characteristics of each region. Dust is one of the dominant atmospheric phenomena in desert and semi-desert regions of the world. This phenomenon is related to air pollution in most parts of Iran with dry climate, including Birjand in eastern Iran. The origin and direction of dust in this area are varied in the year, and knowing them helps urban risk management, forecasting and desertification. In this study, Landsat satellite images were used to determine the origin of dust in the period of 1955-2017. The dust day was defined based on the classification of Shao and Dong with code 06 and 07 with horizontal visibility of less than 10 km, and revealed with BTD and TDI index. To determine dust atmospheric patterns, grid data from NOAA was used, and dust trajectories were carried out with the HYSPLIT model. The results showed that the most dust days in 1963 and 2008 (45 years), with 148 and 128 days, respectively, which mainly occur in the warm season and July. The 120-day winds of Sistan in the east of Iran plays a major role in transporting dust particles and air pollution in Birjand from the east and northeast from the deserts of Central Asia, Turkmenistan, Afghanistan, Khorasan Razavi plains and interior plains. But in the cold period of the year, Siberian cold masses from the east, cold fronts (migrating anticyclone), occluded fronts and low pressures from the northwest, west and southwest by passing through the central plains of Iran and sometimes the deserts of Syria and Iraq causes dust in the upper levels of the atmosphere. In all these centers, the occurrence of particles and pollution of cities prevails during periods of drought.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dust
  • Birjand
  • Modis Sensor
  • Remote Sensing
  • HYSPLIT Model
احمدی، زهره؛ دوستان، رضا؛ مفیدی، عباس.( 1394). تحلیل همدیدی گردوغبار نیمه گرم سال در استان خراسان جنوبی، مجله جغرافیای طبیعی، دوره هشتم، شماره 29، صص41-61.  https://jopg.larestan.iau.ir/article_521375_00a94523dee0264b209b5367a15da0d3.pdf
امیدوار، کمال .(1392). مخاطرات طبیعی، چاپ دوم، انتشارات دانشگاه یزد.
بروغنی، مهدی؛ سیما پورهاشمی؛ زارعی، مهدی؛ علی آبادی، کاظم .(1398). مدل سازی مکانی حساسیت کانون های گرد وغباربه انتشار آن در شرق ایران با استفاده از درخت رگرسیون تقویت شده BRT، مجله مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره نهم، شماره 35، صص 14-28.  http://journals.hsu.ac.ir/jarhs/article-1-1451-fa.pdf
باقرآبادی، رسول؛ معین الدینی، مظاهر .(1400). منشاء یابی جهتی طوفان های گرد وغبار شهر کرج، مجله پژوهش های اقلیم شناسی، دوره دوازدهم، شماره 47، صص 143-157. http://clima.irimo.ir/ article_142697_75e0e78a71f793b7ce0655a250183c5b.pdf  
بنی واهب، علیرضا؛ علیجانی، بهلول .(1384). بررسی خشکسالی، ترسالی و پیش بینی تغییرات اقلیم منطقه بیرجند با استفاده از مدل های آماری، مجله پژوهش های جغرافیایی، دوره سی و هفتم، شماره52، صص 33-46.https://jrg.ut.ac.ir/article_10032_44741ac3ef36c4a8fb2c459d1f5c3c6a.pdf
پاشائی، زهرا؛ محمدی، غلام حسن .(1394). مدل سازی مسیر های انتشار ریز گرد ها به کلان شهرتبریز، اولین کنگره بین المللی زمین، فضا و انرژی پاک، 13 آبان ماه، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل.https://civilica.com/doc/456435/
حمیدی، مهدی .(1392). مدل سازی انتقال گرد وغبار(مطالعه موردی مرزهای غرب کشور). رساله دکتری مهندسی عمران-آب. راهنما دکتر محمدرضا کاویانپور، دانشکده عمران،دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
خورشید دوست، محمد؛ اسدی، مهدی؛ حاجی محمدی، حسن .(1398). بررسی سازوکار جوی حاکم بر رخداد روزهای توأم با گرد وغبار شهر تبریز و ردیابی آن با استفاده از مدل HYSPILIT و تصویر سنجنده مودیس، مجله فضای جغرافیایی، دوره نوزدهم، شماره 65، صص 57-70.https://www.magiran.com/paper/1989493
درگاهیان، فاطمه؛ لطفی نسب اصل، سکینه؛ خسروشاهی، محمد؛ گوهر دوست، آزاده .(1396). تعیین سهم منابع داخلی و خارجی گردو غبار در خوزستان، مجله طبیعت ایران، دوره دوم، شماره 5، صص 36-41.https://irannature.areeo.ac.ir/article_113621_4eb41f9afc1c3fba40c34375cb909ef7.pdf
دنیایی، امین؛ پور خباز، علیرضا .(1396). بررسی غلظت فلزات سنگین Zn ، Cu ، Pb و As در گردوغبارهای شهر بیرجند، چهارمین کنفرانس بین المللی برنامه ریزی و مدیریت محیط زیست، 2 خرداد، دانشگاه تهران، تهران. https://civilica.com/doc/589394/
درگاهی، عبداله؛ دهقان زاده، رضا؛ فهیمی نیا، وحیده؛ جباری، یحیی؛ عزیزی، فرناز .(1395). بررسی تغییرات کیفیت هوای تبریز از نظر غلظت آلاینده  PM10 با تاکید بر شاخص AQI و ارتباط آن با روند کاهش سطح آب دریاچه ارومیه در سال های 1387- 1390. مجله علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره هجده، شماره 2، صص 55-62. https://jest.srbiau.ac.ir/article_9801_f72bad7f03179f7f9488be87920493b8.pdf
شفاعت نظر لو، عظیمه؛ رضایی، علی؛ سلطانی، مجید .(1392). بررسی منشأ گرد و غبار منطقه شمال غرب ایران با استفاده از ویژگی طیفی سنجنده MODIS ( مطالعه موردی روز 13 آوریل 2011)، دومین کنفرانس بین المللی مخاطرات محیطی، 7 آبان، دانشگاه خوارزمی، تهران.https://civilica.com/doc/307509/
عابدینی، یوسفعلی؛ یاری مطوری، مهدی؛ جوانمرد، سهیلا .(1394). تخمین غلظت گرد و غبار با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، اولین کنفرانس بین المللی گرد وغبار، 12-14 اسفند، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.https://civilica.com/doc/539664/
عزیزی، قاسم؛ میری، مرتضی؛ نبوی، سیدامید.(1391). ردیابی پدیده گرد وغبار در نیمه غربی ایران. مجله مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره دوم، شماره7، صص63-81. http://journals.hsu.ac.ir/jarhs/article-1-220-fa.pdf
غفاری، دیمن؛ مصطفی زاده، رئوف .(1394). بررسی منشاء اثرات و راهکار های پدیده گر و غبار در ایران، مجله حفاظت و بهره برداری از منابع طبیعی، دوره چهارم، شماره 2، صص 107-125. https://ejang.gau.ac.ir/article_2799_2c9a11c0e584b22d7b9378e1964fbde9.pdf
فلاح ززولی، محمد؛ وفایی نژاد، علیرضا؛ خیرخواه زرکش، میرمسعود؛ احمدی دهکاء، فریبرز.(1393). پایش و تحلیل سینوپتیکی پدیده گرد و غبار با استفاده از سنجش از دور و GIS (مطالعه موردی:گرد وغبار 18 ژوئن 2012)، مجله اطلاعات جغرافیایی(سپهر)، دوره 23، شماره 91، صص 69-80.http://www.sepehr.org/article_12863_62b8d75208d7df444ac36a80f2978761.pdf
محمدی مرادیان، جمیله؛ حسین زاده، سید رضا .(1394). پایش ماهواره ای و تحلیل همدید پدیده ی گرد و غبار در کلان شهر مشهد طی دوره اماری 2009-2013، مجله جفرافیا و مخاطرات محیطی، دوره چهارم، شماره14، صص 35-57.https://geoeh.um.ac.ir/article_28596_32089d4b0328b11a251b444ff99358ff.pdf
محمدی، فهیمه؛ کمالی، سمیه؛ اسکندری، مریم .(1394). ردیابی منابع گرد و غبار در سطوح مختلف جو تهران با استفاده از مدل  ‌های-اسپلیت ، مجله جغرافیا و مخاطرات طبیعی، دوره چهارم، شماره 16، صص 39-54.https://geoeh.um.ac.ir/article_29090_0a4e1deaa29670ed9d7a28d13dfdddd5.pdf
محمودی کندر، موسی؛ عطایی، هوشمند .( 1395). بررسی منشأ و علل گردوغبار شهر بوشهر، چهارمین کنفرانس بین المللی ایده های نوین در کشاورزی، محیط زیست و گردشگری،29 آذر، اردبیل. https://civilica.com/doc/627391/
Draxler R., & Hess, G.D. (1998). An overview of the HYSPLIT_4 modeling system for trajectories, dispersion and deposition. Aust Meteorol Mag, 47,295–308. https://www.arl.noaa.gov/documents/reports/MetMag.pdf
Draxler, R., Stunder, B., Rolph, G., Stein, A., & Taylor, A. (2009). Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated. United States: NOAA. https://repository.library.noaa.gov/view/noaa/31300
Givehchi, R., Arhami, M., & Tajrishy, M. (2013). Contribution of the Middle Eastern dust source areas to PM10 levels in urban receptors: Case study of Tehran, Iran. Atmospheric Environment, 75, 287-295.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231013002938  
Kim, J. (2008). Transport routes and source regions of Asian dust observed in Korea during the past 40 years (1965-2004). Atmospheric environment, 42(19), 4778-4789.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231008000915
Kalnay, E., et al. (1996). the NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project. Bulletin of the American Meteorological Society, 77,437-471. https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/77/3/1520-0477_1996_077_0437_tnyrp_2_0_co_2.xml?tab_body=pdf
Shao, Y., & Dong, C.H. (2006). A review on East Asian dust storm climate, modeling and monitoring. Global and planetary change, 52(1-4), 1-22. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921818106000324